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Neue Versuche an Leitwerk-Designs für Flugzeuge  

Die Integration von fortschrittlichen Turbofantriebwerken am hinteren Rumpf eines Flugzeugs erfordert ein Überdenken des Rumpf-Designs vor allem im Hinblick auf den Lärmschutz. Ein EU-finanziertes Projekt untersuchte das Potenzial von mehreren Designs für die Lärmreduzierung durch umfangreiche Windkanaltests mit wichtigen Implikationen für zukünftige Flugzeug-Designs. 

Industrielle Technologien

Im Rahmen des Projekts PLAAT (Aeroacoustic and aerodynamic wind tunnel tests at low speed for a turbofan model equipped with TPS) wurde eine Testkampagne mit zwei speziellen aeroakustischen und aerodynamischen Tests im Windkanal der großen Low-Speed-Einrichtung der deutsch-niederländischen Windkanäle (DNW-LLF) in den Niederlanden für ein Turbofan-Modell, ausgestattet mit bis zu zwei Turbinenantriebssimulator (TPS)-Motoren, realisiert. Ein wichtiger Meilenstein für das Smart Fixed Wing Aircraft wurde erreicht. Die Tests wurden mithilfe eines Modells einer Business-Jet-Konfiguration durchgeführt, das ein U-förmiges Leitwerk enthält. Das Flugzeugmodell wurde im Rahmen eines anderen EU-geförderten Projekts namens LOSPA hergestellt. Ein TPS-Motor wurde von ONERA und der andere von DNW bereitgestellt. Der erste Teil der Kampagne widmete sich der Aerodynamik und wurde in dem 8 mal 6 Quadratmeter großen geschlossenen Testabschnitt des LLF-Windkanals realisiert. Ziel war es, die aerodynamische Wechselwirkung verschiedener Heckkonfigurationen mit dem Abgasstrahl der beiden TPS-Motoren zu untersuchen. Der zweite Teil befasste sich mit der Aeroakustik und wurde im 8 mal 6 Quadratmeter Freistrahltestbereich des LLF-Windkanals durchgeführt. Drei Reihen von Fernfeld-Mikrofonen und ein 4 mal 4 Quadratmeter großes Phasenmikrofon-Array außerhalb des Luftstroms wurden für die Beurteilung des Lärmschutzes des U-förmigen Hecks mit einem Turbofan-Simulator mit einem einzelnen Antrieb am LOSPA-Modell angewendet. Das akustische Nahfeld wurde durch 4 Arrays von momentanen Drucksensoren im Inneren der TPS-Gondel untersucht. Für Lärmmessungen an der Flugzeugzelle mit dem antriebslosen Modell wurde der TPS durch eine Durchströmungsgondel ersetzt. Zu Referenz- und Kalibrierungszwecken wurde zusätzlich die akustische Charakteristik eines isolierten TPS, installiert an einer speziell hergestellten Trägerkonstruktion, bei Wind-off- und auch bei Wind-on-Bedingungen gemessen. Die Tests von PLAAT sind ein wichtiger Schritt auf dem Weg der Entwicklung zukünftiger Business-Jet-Flugzeuge und das Design von Konfigurationen, bei denen der Motoren über dem Höhenleitwerk liegt.

Schlüsselbegriffe

Leitwerk, Turbofan, Lärmschutz, Windkanaltests, Smart Fixed Wing Aircraft, Business-Jet 

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